(57)【要約】【課題】  帯板の任意の位置に部分的な圧延部を簡易に形成することができる圧延方法及びその方法により製造された圧延材並びに圧延製造装置を提供すること。【解決手段】  回転軸１１ｂが帯板１の進行直交方向を向くように配置された第１のロール１１、第１のロールと対向配置され、さらに各回転軸１２ｂが帯板に対し略平行となるように、かつ各周面が帯板の任意の位置に連続的に圧接可能なように配置された複数の第２のロール１２を備える。第１のロールと第２のロールとの間に帯板を挟持させて進行させることにより、帯板の任意の位置に部分的な圧延部を形成する。これにより、帯板に形成する部分的な圧延部の位置が変更になっても、複数の第２のロールを該当部分に位置変更するのみで対応することができるので、圧延製造装置の部品改造や部品交換等を行う必要が無く、安価な圧延材を提供することができる。【選択図】  図１
2005095962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第１のロールと複数の第２のロールを用いて帯板を圧延する圧延方法であって、
前記第１のロールの回転軸が前記帯板の進行直交方向を向くように前記第１のロールを配置し、
前記複数の第２のロールの各回転軸が前記帯板に対し略平行となるように、かつ各周面が前記帯板の任意の位置に連続的に圧接可能なように前記複数の第２のロールを配置し、
前記帯板の任意の位置に部分的な圧延部を形成することを特徴とする圧延方法。
【請求項２】
請求項１に記載の圧延方法により製造された圧延材において、
プレス成形やロール成形等により製造される軽量化した形鋼として使用されることを特徴とする圧延材。
【請求項３】
請求項１に記載の圧延方法により製造された圧延材において、
自動車用ホイールのリム部材、自動車用サイドフレーム部材として使用されることを特徴とする圧延材。
【請求項４】
帯板を圧延する圧延製造装置であって、
回転軸が前記帯板の進行直交方向を向くように配置された第１のロールと、
前記第１のロールと対向配置され、さらに各回転軸が前記帯板に対し略平行となるように、かつ各周面が前記帯板の任意の位置に連続的に圧接可能なように配置された複数の第２のロールとを備え、
前記第１のロールと前記第２のロールとの間に前記帯板を挟持させて進行させることにより、前記帯板の任意の位置に部分的な圧延部を形成することを特徴とする圧延製造装置。
【請求項５】
前記複数の第２のロールは、前記第１のロールよりも小径に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧延製造装置。
【請求項６】
前記複数の第２のロールは、前記帯板の進行方向に平行な軸を中心とした円周状に配置されており、当該軸を中心に回転して各周面が前記帯板の任意の位置に連続的に圧接することを特徴とする請求項４または５に記載の圧延製造装置。
【請求項７】
前記回転中心軸は、前記帯板の進行方向に対し傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の圧延製造装置。
【請求項８】
前記複数の第２のロールは、前記帯板の面に対し垂直な軸を中心とした放射状に配置されており、当該軸を中心に回転して各周面が前記帯板の幅方向の任意の位置に連続的に圧接することを特徴とする請求項４または５に記載の圧延製造装置。
【請求項９】
前記第１のロールは、周面の任意の位置に凹部または凸部が形成されていることを特徴とする請求項４〜８の何れか一項に記載の圧延製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平鋼及び鋼帯等の帯状の金属板（以下、帯板という）を圧延する方法及びその方法により製造された圧延材並びに圧延製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯板を異形断面に形成する圧延製造装置としては、以下のような装置が提案されている。すなわち、この装置は、対向配置された一対の固定型と可動型及びこれらを開閉する加圧機構を備えている。そして、固定型は、帯板の一面を圧延して凸部または凹部を形成する第１圧延機構を備えている。可動型は、帯板の他面の幅方向中央から一方の側縁に至る領域と対向する第２圧延機構と、帯板の他面の幅方向中央から他方の側縁に至る領域と対向する第３圧延機構を備えている。
【０００３】
さらに、第１圧延機構は、上記凸部または凹部と相補的な凹部または凸部が外周面に形成され、帯板の一面に沿って転動、循環可能な第１圧延ロール群と、これらを転動させる第１ロール駆動機構を備えている。第２圧延機構は、帯板の他面の幅方向中央から一方の側縁に向けて転動可能、かつ復路を通じて循環可能な第２圧延ロール群と、これらを転動させる第２ロール駆動機構を備えている。第３圧延機構は、帯板の他面の幅方向中央から他方の側縁に向けて転動可能、かつ復路を通じて循環可能な第３圧延ロール群と、これらを転動させる第３ロール駆動機構を備えている。
【０００４】
このような構成において、帯板を連続的に走行させつつ、帯板の一面を第１圧延ロール群により圧延する。一方、帯板の他面に第２圧延ロール群及び第３圧延ロール群を押し当てて帯板の他面の幅方向中央から一方の側縁及び他方の側縁にかけて圧延する。このように、第２圧延ロール群及び第３圧延ロール群によって、帯板を幅方向中央から両側縁に向けて敷き延ばしつつ長手方向に圧延するため、帯板の長手方向の伸びの発生を防止することができるとともに、異形断面部分の撓みや反り、皺の発生を減少させることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１９２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の圧延製造装置により帯板の一面に凸部または凹部を形成する際には、第１圧延機構の外周面に上記凸部または凹部と相補的な凹部または凸部を形成する必要がある。このため、上記凸部または凹部の位置を修正しなければならない場合、第１圧延機構を製作し直して交換しなければならず、多大な費用や時間を費やすことになる。また、従来の圧延製造装置では、上記凸部または凹部は帯板の一面側のみにしか形成することができないので、凸部または凹部を両面に形成する必要がある帯板には対応することができない。また、構造が複雑で大寸法の帯板を高能率で成形する製造装置の実現が難しい。
【０００７】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、帯板の任意の位置に部分的な圧延部を簡易に形成することができる圧延方法及びその方法により製造された圧延材並びに圧延製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的達成のため、本発明に係る圧延方法では、対向配置された第１のロールと複数の第２のロールを用いて帯板を圧延する圧延方法であって、前記第１のロールの回転軸が前記帯板の進行直交方向を向くように前記第１のロールを配置し、前記複数の第２のロールの各回転軸が前記帯板に対し略平行となるように、かつ各周面が前記帯板の任意の位置に連続的に圧接可能なように前記複数の第２のロールを配置し、前記帯板の任意の位置に部分的な圧延部を形成することを特徴としている。これにより、帯板に形成する部分的な圧延部の位置が変更になっても、複数の第２のロールを該当部分に位置変更するのみで対応することができるので、費用や時間を掛けずに済むようになり、安価な圧延材を提供することができる。本発明に係る上記圧延方法により製造された圧延材では、プレス成形やロール成形等により製造される軽量化した形鋼に使用される。特に、自動車用ホイールのリム部材、自動車用サイドフレーム部材等の自動車用フレーム部材として使用されることを特徴としている。これにより、軽量化された安価な自動車用ホイール、自動車用フレーム部材を多種類にわたって提供することができる。
【０００９】
上記目的達成のため、本発明に係る帯板を圧延する圧延製造装置では、回転軸が前記帯板の進行直交方向を向くように配置された第１のロールと、前記第１のロールと対向配置され、さらに各回転軸が前記帯板に対し略平行となるように、かつ各周面が前記帯板の任意の位置に連続的に圧接可能なように配置された複数の第２のロールとを備え、前記第１のロールと前記第２のロールとの間に前記帯板を挟持させて進行させることにより、前記帯板の任意の位置に部分的な圧延部を形成することを特徴としている。これにより、帯板に形成する部分的な圧延部の位置が変更になっても、複数の第２のロールを該当部分に位置変更するのみで対応することができるので、圧延製造装置の部品改造や部品交換等を行う必要が無く、安価な圧延材を提供することができる。
【００１０】
また、前記複数の第２のロールは、前記第１のロールよりも小径に形成されていることを特徴としている。これにより、帯板の進行方向への塑性流動を少なくし、かつ成形反力を小さくすることができる。また、前記複数の第２のロールは、前記帯板の進行方向に平行な軸を中心とした円周状に配置されており、当該軸を中心に回転して各周面が前記帯板の任意の位置に連続的に圧接することを特徴としている。これにより、複数の第２のロールの各周面を帯板の任意の位置に連続的に圧接させる機構を簡易に構成することができる。
【００１１】
また、前記回転中心軸は、前記帯板の進行方向に対し傾斜していることを特徴としている。これにより、帯板を容易に進行させることができ、圧延作業効率を向上させることができる。また、前記複数の第２のロールは、前記帯板の面に対し垂直な軸を中心とした放射状に配置されており、当該軸を中心に回転して各周面が前記帯板の幅方向の任意の位置に連続的に圧接することを特徴としている。これにより、複数の第２のロールの各周面を帯板の任意の位置に連続的に圧接させる機構を簡易に構成することができる。
【００１２】
また、前記第１のロールは、周面の任意の位置に凹部または凸部が形成されていることを特徴としている。これにより、帯板の第１のロールに接する面に凸部を形成し、第２のロールに接する面に凹部を形成することができる。また、帯板の任意の面に凸部や凹部を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１のロールと複数の第２のロールとの組み合わせにより、帯板の任意の位置に位置決めするのみで、その位置に部分的な圧延部を形成することができるので、費用や時間を掛けずに済むようになり、安価な圧延材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧延製造装置の主要部を示す平面図及び側面図である。この圧延製造装置１０は、固定ロール１１と可動ロール１２を備えており、固定ロール１１と可動ロール１２の間に鋼等で成る帯板１を挟持して進行させることにより、帯板１を圧延して幅方向に不等厚な圧延材１Ａを製造する装置である。固定ロール１１は、図示しないモータ及びギア機構等により軸回転可能な円筒形状の１本のローラ１１ａを備え、その回転軸１１ｂが帯板１の進行直交方向を向くように配置されている。可動ロール１２は、固定ロール１１の上方に対向配置されており、さらに、保持ロール１３と圧延ロール１４を備えている。
【００１５】
保持ロール１３は、図示しないモータ及びギア機構等により軸回転可能な円筒形状の１本のローラ１３ａを備え、その回転軸１３ｂが帯板１に対し略平行となるように配置されている。圧延ロール１４は、保持ロール１３の周面に接するように等角度間隔で複数配設されている。各圧延ロール１４は、軸回転自在な円筒形状の１本のローラ１４ａを備え、各回転軸１４ｂが保持ロール１３の回転軸１３ｂと略平行、すなわち帯板１に対し略平行となるように配置されている。
【００１６】
さらに、各圧延ロール１４のローラ１４ａは、保持ロール１３の回転に追従して回転軸１４ｂを中心に回転するとともに、保持ロール１３の回転に伴って回転軸１３ｂを中心に回転する。すなわち、保持ロール１３は自転する太陽ロールとして機能し、各圧延ロール１４は保持ロール１３の周囲で自転及び公転する遊星ロールとして機能するようになっている。これにより、各圧延ロール１４のローラ１４ａの周面を帯板１に連続的に圧接させることができるので、固定ロール１１と可動ロール１２の間に帯板１を挟持して進行させることにより、部分的な圧延部、すなわち凹部１ａが形成された圧延材１Ａを製造することができる。この凹部１ａの幅は、保持ロール１３の径、すなわち各圧延ロール１４の配置円の径を大きくすることにより広げることができ、一方、小さくすることにより狭めることができる。
【００１７】
保持ロール１３の回転軸１３ｂ及び各圧延ロール１４の回転軸１４ｂは、帯板１の進行方向に平行に配置しても良いが、図１に示すように帯板１の進行方向に対し好ましくは２度〜３０度傾斜して配置することにより、帯板１の進行をよりスムーズに行うことができる。また、各圧延ロール１４のローラ１４ａの径は、固定ロール１１のローラ１１ａの径よりも小さく形成するとともに、固定ロール１１のローラ１１ａの径は、ある程度大きく形成することにより、圧延の際の成形反力を小さくし、かつ加工むらを少なくすることができ、圧延製造装置１０を小型軽量化させることができる。
【００１８】
なお、この例では、各圧延ロール１４は、保持ロール１３の周面に接して保持ロール１３の回転に追従して回転軸１４ｂを中心に回転するように構成したが、これに限定されるものではなく、回転軸１４ｂを中心に回転自在であって保持ロール１３の周りで円周状に保持され、かつ回転軸１３ｂを中心に回転可能に保持されていれば、保持ローラ１３ａの周面から離間して配設するようにしても、あるいは保持ローラ１３ａが無くても同様の効果を奏する。また、圧延ロール１４は、保持ロール１３の周りに８個配設したが、配設個数は特に限定されるものではなく、任意の個数を配設可能である。ただし、回転軸１３ｂを中心とした回転速度が一定の場合、配設個数を多くすることにより、圧延むらの発生を防止することができる。また、配設個数が少ない場合は、回転軸１３ｂを中心とした回転速度を高速にすることにより圧延むらの発生を防止することができる。
【００１９】
このような構成の固定ロール１１と可動ロール１２は、対向配置された一対の図示しない固定型と可動型にそれぞれ配設されている。可動型は、固定型に対して上下左右方向に移動可能、すなわち帯板１の面に対して垂直方向及び帯板１の進行直交方向に平行な水平方向に移動可能な移動機構を備えている。さらに、可動型は、固定ロール１１上を進行する帯板１に対し下降して可動ロール１２を圧接する加圧機構を備えている。このような移動機構及び加圧機構を備えることにより、固定ロール１１上を進行する帯板１の任意の位置に可動ロール１２を位置決めしてその位置を圧延することができる。さらに、図６に示すように、可動ロール１２の位置を圧延ロール１４の公転速度より遅く、かつ固定ロール１１の周速に対し十分早く板厚み方向及び板幅方向に変更させることにより、幅方向の広い部分を圧延することができる。
【００２０】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る圧延製造装置の主要部を図１に対応させて示す図であり、同一構成箇所は同一番号を付して説明を省略する。図１に示す圧延製造装置１０は、帯板１の一面側、すなわち可動ロール１２側に凹部１ａを形成する装置であるが、この圧延製造装置２０は、帯板１の両面側に凹部１ａと凸部１ｂをそれぞれ形成する装置であり、固定ロール２１が図１に示す固定ロール１１と異なる構成となっている。固定ロール２１は、図示しないモータ及びギア機構等により軸回転可能であって周面の任意の位置に凹部２１ｃが形成された円筒形状の１本のローラ２１ａを備え、その回転軸２１ｂが帯板１の進行直交方向を向くように配置されている。
【００２１】
このような構成によれば、帯板１の両面側に凹部１ａと凸部１ｂをそれぞれ形成、すなわち可動ロール１２側に凹部１ａを形成し、固定ロール２１側に凸部１ｂを形成することができる。この固定ロール２１に形成する凹部２１ｃを適切な形状とすることにより、必要な不等厚な圧延材１Ａを製造することができる。なお、図３に示すように、可動ロール１２により圧下しない帯板１の部分、すなわち固定ロール２１の凹部２１ｃに当接しない
帯板１の部分は、固定ロール２１と接触している必要は無く、跳ね上がっていても良い。
【００２２】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る圧延製造装置の主要部を図１に対応させて示す側面図、底面図及び平面図であり、同一構成箇所は同一番号を付して説明を省略する。図１に示す圧延製造装置１０は、帯板１の可動ロール１２側に凹部１ａを形成する装置であるが、この圧延製造装置３０は、帯板１の固定ロール３１側に凹部１ａまたは凸部１ｂを形成する装置である。固定ロール３１は、図示しないモータ及びギア機構等により軸回転可能であって周面の任意の位置に凸部３１ｃが形成された円筒形状の１本のローラ３１ａを備え、その回転軸３１ｂが帯板１の進行直交方向を向くように配置されている。可動ロール３２は、固定ロール３１の上方に対向配置されており、さらに、保持円盤３３と圧延ロール３４を備えている。
【００２３】
保持円盤３３は、図示しないモータ及びギア機構等により軸回転可能な１枚の円盤３３ａを備え、その円盤３３ａの一面（上面）側から延びる回転軸３３ｂが帯板１の面に対し略垂直となるように配置されている。圧延ロール３４は、保持円盤３３の他面（下面）に軸支持された状態で等角度間隔で複数配設されている。各圧延ロール３４は、軸回転自在な円筒形状の１本のローラ３４ａを備え、各回転軸３４ｂが円盤３３ａの中心から放射状となるように、かつ帯板１に対し略平行となるように配置されている。
【００２４】
このような構成によれば、保持円盤３３の円盤３３ａを回転軸３３ｂを中心に回転させることにより、各圧延ロール３４のローラ３４ａの周面を帯板１に連続的に圧接させることができるので、固定ロール３１と可動ロール３２の間に帯板１を挟持して進行させることにより、部分的な圧延部、すなわち凹部１ａが形成された圧延材１Ａを製造することができる。各圧延ロール３４のローラ３４ａの径は、固定ロール３１のローラ３１ａの径よりも小さく形成するとともに、固定ロール３１のローラ３１ａの径は、ある程度大きく形成することにより、圧延の際の成形反力を小さく、かつ加工むらを少なくすることができ、圧延製造装置３０を小型軽量化させることができる。
【００２５】
なお、この例では、圧延ロール３４は、保持円盤３３に８個配設したが、配設個数は特に限定されるものではなく、任意の個数を配設可能である。ただし、回転軸３３ｂを中心とした回転速度が一定の場合、配設個数を多くすることにより、圧延むらの発生を防止することができる。また、配設個数が少ない場合は、回転軸３３ｂを中心とした回転速度を高速にすることにより圧延むらの発生を防止することができる。また、固定ロール３１のローラ３１ａに凸部３１ｃを形成して帯板１に凹部１ａを形成するようにしたが、固定ロール３１のローラ３１ａに凹部を形成することにより帯板１に凸部を形成することもできる。
【００２６】
以上のように、本実施形態の圧延製造装置１０、２０、３０によれば、以下のような効果を奏する。すなわち、プレス成形やロール成形で製造する形鋼を軽量化するには強度的に不要な部分の板厚を薄くすることが有効であるが、材料である不等厚の帯板は供給されていないため、軽量化に対する制約が大きかった。また、従来、圧延により不等厚の圧延材を製造する場合、帯板の断面の座屈による薄厚部の波打ち、特に薄厚部の幅が広く薄いほど波打ちが発生し易くなっていた。さらに、左右非対称の不等厚の圧延材を製造する場合、帯板の長手方向に大きな曲がりが発生し易く、製造不可能であったり、製造できても使用に耐えなかったりしていた。特に、平鋼に溝を付けた不等厚の圧延材を製造する場合、左右非対称であると顕著に現れていた。しかし、本実施形態の圧延製造装置１０、２０、３０によれば、板厚の薄い不等厚の圧延材を容易に製造することができるので、軽量化された圧延材、例えば図５の断面図に示すような自動車ホイール用リム部材４０を低コストで提供することができる。
【００２７】
また、従来の熱間あるいは冷間で不等厚の圧延材を製造する圧延製造装置は大量生産に適しており、ロールの隙間を変えるだけで多くの厚みの圧延材を製造することができるが、不等厚の圧延材は用途により断面が異なるのが通常であり、用途によりロール交換が必要となって生産性を大きく阻害していた。しかし、本実施形態の圧延製造装置１０、２０、３０によれば、小規模設備で不等厚の圧延材を製造することが可能であり、小ロットに対応し易く、生産能率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、鋼材の圧延のみならず、他の金属材やプラスチック等の圧延にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧延製造装置の主要部を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る圧延製造装置の主要部を示す図である。
【図３】図２の圧延製造装置の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る圧延製造装置の主要部を示す図である。
【図５】本発明により製造された圧延材の一例を示す図である。
【図６】図１の圧延製造装置により幅方向の広い部分を圧延する場合を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  帯板、１Ａ  圧延材、１ａ  凹部、１ｂ  凸部、１０、２０、３０  圧延製造装置、１１、２１、３１  固定ロール、１２、３２  可動ロール、１３  保持ロール、１４  圧延ロール、３３  保持円盤、３４  圧延ロール
【図１】
2005095962.tif 000003
【図２】
2005095962.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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